蠕變問題的案例
Nastran 常用的非線性分析類型簡介
即使在復雜、不穩定的情況下，該方法也能得到問題的解。Riks法不能用于接觸、傳熱、耦合或有強迫運動等情形。
3. 蠕變、粘塑性和粘彈性行為
靜態分析中隨時間變化的材料響應可能涉及蠕變和膨脹(一般發生在相當長的時間段),或屈服應力與速率有關(在相當快速的過程中，例如金屬加工問題中，這一點通常很重要)。屈服應力與速率有關，使用常規的靜力學分析必須引進一個合適的時間尺度才能使SOL 400正確處理粘塑性。利用向后差分算子對塑性應變進行積分，蠕變問題以及粘彈性模型，由蠕變求解程序分析(這是由包含一個非零的時間間隔的NLPARM卡片指定)。非線性蠕變問題通常通過非彈性應變的向前差分積分(“初始應變”法)有效地解決，因為該算子的數值穩定性極限通常足夠大，因而可以在不多的時間增量步中得到求解結果。線性粘彈性模型由一個簡單的、隱式的、無條件穩定的算子積分。在這種情況下，自動時間步長策略是由用戶指定的精度容差參數控制的。它限制了一個增量步中最大非彈性應變率變化量。
4. 非線性瞬態響應分析
MSC Nastran的SOL 129和SOL 400可用于非線性瞬態響應分析，需要設ANALYSIS=NLTRAN分析。
展開 abaqus蠕變基本設置及雙曲正弦函數損傷蠕變本構CREEP子程序 ￥59.9
該部分為abaqus蠕變計算基本流程
ABAQUS蠕變問題計算流程.pdf
付費部分為使用CREEP子程序建立雙曲正弦函數蠕變損傷子程序，含到達預設損傷值（假設為1.0）后終止計算，和USDFLD子程序控制材料參數（該子程序可用于損傷后的材料退化，如蠕變第三階段或者蠕變疲勞分析，若不需要場變量控制可對該部分代碼進行刪除），相關理論請參考附件sci文獻。可提供關于CREEP子程序的幫助文件學習的相關指導
連接器鎖扣零件沖擊受力優化
同時，因鋅合金本身的蠕變問題，長期熱環境下使用后，此零件會伸長，其加劇了沖擊位移過高的問題。
鋅合金材質，在0.46mm位移下，能承受的極限沖擊力為351N。
零件的銷釘處固定時，卡位處應力最大，達244Mpa，其次銷釘固定處。
零件的卡位處固定時，依舊是卡位處應力最大達286Mpa，其次銷釘固定處。
故沖擊時，主要為卡位處出現破裂。
不銹鋼材質，在0.46mm位移下，能承受的極限沖擊力為1120N。
零件的銷釘處固定時，卡位處與銷釘固定處應力最大，達327Mpa。
零件的卡位處固定時，應力最大達332Mpa，位置同為卡位處與銷釘固定處。
故沖擊時，卡位處及銷釘處會出現破裂的概率一致。
總結：
此零件為鋅合金材質能承受的沖擊力:351N
此零件為不銹鋼材質能承受的沖擊力:1120N ,大小基本為鋅合金的3.2倍。
展開 Abaqus蠕變分析（step by step）
事實上蠕變是非常復雜的，這里僅給出了abaqus中的簡單流程，足以解決常規工程問題。
為了簡化塑料結構蠕變問題的計算(如降低蠕變應變與其他非彈性應變的耦合程度)，可以將該分析問題分成一個靜態加載的過程，然后再進行蠕變過程的分析。
1.靜態加載過程的計算
靜態加載過程就是一與時間無關的加載過程，使用ABAQUS/Standard時主要是在中設置，如圖1所示。
2.蠕變過程的計算
在通過步驟1的靜態分析后，結構中將產生一個應力場，接下來可以進行蠕變過程的計算。蠕變過程的計算主要分為兩個過程：獲得該結構材料的蠕變模型參數和建立蠕變分析步。
1) 獲得材料的蠕變模型參數
目前ABAQUS蠕變模型有三種，分別是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有兩種形式為Time hardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最為簡單，對于簡單的蠕變過程（如蠕變過程應力變化范圍不太大）是比較適用的，式(1)為其微分形式：
由于圖2中表征的是蠕變應變與時間和等效應力的關系，故必須對公式(1)積分，積分結果見公式(2)：
表征材料蠕變特性的三個參數確定后，通過ABAQUS/CAE的添加材料的蠕變特性，如圖3所示：
2) 蠕變計算
由于蠕變是一個時間相關的過程，因此必須計入時間。同時蠕變又是一個慣性效應不明顯的過程，即結構的加速度效應不用考慮。針對這些ABAQUS提供了專門針對這一類型的分析步。
蠕變計算分析步設置在中完成，見圖4。
其中蠕變應變的容差設置將影響增量步的大小，容差設的很小，增量步也將降低。
展開 
《有限元方法（第5版·第2卷）——固體力學》
目錄：
譯者前言
英文版前言（第2卷）
1 固體力學和非線性中的一般問題
1.1 引言
1.2 小變形非線性的固體力學問題
1.3 非線性準調和場問題
1.4 瞬態非線性計算的一些典型例子
1.5 小結
參考文獻
2 非線性代數方程組的解法
2.1 引言
2.2 迭代技術
參考文獻
3 非彈性和非線性材料
3.1 引言
3.2 粘彈性——變形的歷史依賴性
3.3 經典的時間無關塑性理論
3.4 應力增量的計算
3.5 各向同性塑性模型
3.6 廣義塑性——非關聯情況
3.7 塑性計算的一些例子
3.8 蠕變問題的基本公式
3.9 粘塑性——一種推廣
3.10 脆性材料的一些特殊問題
3.11 在彈塑性變形中的非惟一性和局部化
3.12 自適應細劃網格和局部化（滑移線）捕獲
3.13 非線性準調和場問題
參考文獻
4 板彎曲問題的近似——薄板（Kirchhoff理論）與C1連續性要求
4.1 引言
4.2 板問題——厚板和薄板公式
非協調形函數
4.3 帶有角節點的矩形單元（12個自由度）
4.4 四邊形和平行四邊形單元
4.5 帶有角節點的三角形單元（9個自由度）
4.6 最簡單形式的三角形單元（6個自由度）
4.7 分片試驗——分析的要求
4.8 數值算例
具有節點奇異性的協調形函數
4.9 概述
4.10 簡單三角形單元的奇異形函數
4.11 具有協調形函數的18自由度三角形單元
4.12 協調的四邊形單元
4.13 擬協調單元
具有附加自由度的協調形函數
4.14 Hermite矩形形函數
4.15 21和18自由度的三角形單元
協調性困難的避免——混合與具有約束的單元
4.16 混合公式——概述
4.17 雜交板單元
4.18 離散Kirchhoff約束
4.19 無轉角的單元
4.20 非彈性材料行為
4.21 小結——哪個單元
參考文獻
5 “厚的”、Reissner
展開 創新應用的生物基復合材料
該橋于2016年10月安裝在溪流上，橋上還包括28個傳感器，可以持續測量其強度、剛度和變形（蠕變行為）。大學的工作人員也在實驗室里測試橋梁材料的性能。
“關于這種生物材料長期表現將如何還沒有太多的經驗。”Teuffel說，“如果你真的打算讓這類項目持續10年、20年甚至60年，就必須確定一個不應超過的壓力水平，以避免出現蠕變問題。”該團隊已經獲得了建造一個小型生物復合材料館的撥款，并希望今年在埃因霍溫再建一座橋。“我相信在未來會有更多的應用。”Teuffel說。
木頭制成的釘子
用于氣動釘槍的LignoLoc木質排釘，由高密度山毛櫸木材壓制，并采用酚醛樹脂壓縮而成。
木釘是世界上最古老的緊固件之一，但奧地利的貝克緊固件集團利用其LignoLoc?整理木釘在產品上進行了非常現代的創新。無頭釘子由直的、高密度的本土山毛櫸木制成，以酚醛樹脂壓縮，得到的木釘拉伸強度與鋁釘相似。使用一把特制的釘槍可將釘子釘入木頭。
在北美銷售貝克產品的FASCO美國公司產品銷售經理Chad M. Giese說，木質素釘子的一個優勢是沒有熱傳遞。“它們只與它們固定的材料一樣具有導電性。”他說，“金屬釘從建筑物內部向外部傳遞冷熱，反之亦然——這會產生冷凝，從而導致釘子周圍腐爛。”
此外，木質素釘子可以打磨或切割，而不會損壞施工過程中使用的任何鉆頭或鋸子。而且，將釘子釘入木頭會產生“木質素焊接”，當釘子摩擦產生的熱量融化木質素時，就會形成一種化學鍵。木質素是一種存在于木材細胞壁中的有機聚合物。
LignoLoc釘子已被用于緊固交叉層壓木材以及生態家具和高端綠色建筑的生產。木托盤制造商是另一個潛在的市場，因為他們可以在使用后粉碎其產品而無需提前去除金屬。
展開 NEi Nastran復合材料助“龍”飛船發射成功
模態頻率響應分析和隨機響應分析在頻域中解決的二類問題與直接頻率響應分析解決相同的問題。結構矩陣用忽略阻尼的實特征值分析進行了壓縮，然后用模態坐標建立廣義剛度和質量矩陣。該分析的輸出類型與直接頻率響應分析得到的輸出類型相同。
NEI Laminate Composites（NEI復合材料）
NEI Laminate Composites專門為高效地設計和評估復合材料結構提供了一個定制化集成功能。作為NEI Advanced FEM package的擴展，NEI Laminate Composites允許您創建和編輯纖維束和層壓板，根據纖維束和層壓板的定義計算屬性，利用斷裂包絡來進行層壓板負荷分析，導出和導入MS Excel或其它表格式層壓板數據，用工具把層壓板應用于有限元模型從而根據幾何圖形對層壓板進行定向，利用立即可用的層壓板殼元件和實體元件、后處理纖維束應力、應變和斷裂指數來進行分析。
展開 常用CAE分析類型
非線性結構分析
固體力學從本質上講是非線性的，線性假設是實際問題的一種簡化，在分析線彈性體系時，假設節點位移無限小，材料的應力和應變關系滿足虎克定律，加載時邊界條件保持不變，若不滿足上述條件之一就會形成非線性問題；
結構非線性問題主要有：
1）幾何非線性：如果結構的變形比較大，使應力和應變之間不能再用線性關系來表示，很大的位移也可能使外力之間的平衡關系改變，以致不能繼續采用線性分析，這種非線性問題稱為幾何非線性，比如大位移小應變，大位移大應變。
2）材料非線性：由于載荷過大等因素的影響，當結構中的應力達到或超過材料的屈服應力時，材料的應力應變關系不再符合虎克定律，也可能一些材料的應力應變關系本來就不服從虎克定理，這種問題統稱為材料非線性問題，如彈塑性問題，超彈性問題和蠕變問題等。
3）邊界非線性：接觸問題，系統的剛度由于系統狀態的改變在不同值之間突然變化；接觸是一種很普遍的非線性行為，需要較大的計算資源，為了進行有效的計算理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。接觸問題有兩大難點：a）在求解問題之前，不知道接觸區域表面之間是接觸的、分開的還是突然變化的，這隨著載荷、材料、邊界條件等因素而定；b）接觸問題常需要計算摩擦，各種摩擦模型是非線性的，這使得問題得收斂變得困難。
動力響應分析
在動載荷（載荷大小、方向和作用點隨時間變化）作用下，結構上相應的位移、應力和應變不僅隨空間位置變化，而且隨時間變化。
結構動力學解決兩個問題：一是尋求結構的固有頻率和主振型，了解振動特性；另一個就是分析結構的動力響應特性，計算結構受到動載荷時的動位移，動應力和動應變的大小及其變化規律。
展開 想做CAE結構工程師，先學會這些仿真吧！
4、非線性結構分析
固體力學從本質上講是非線性的，線性假設是實際問題的一種簡化，在分析線彈性體系時，假設節點位移無限小，材料的應力和應變關系滿足虎克定律，加載時邊界條件保持不變，若不滿足上述條件之一就會形成非線性問題；
結構非線性問題主要有：
幾何非線性：如果結構的變形比較大，使應力和應變之間不能再用線性關系來表示，很大的位移也可能使外力之間的平衡關系改變，以致不能繼續采用線性分析，這種非線性問題稱為幾何非線性，比如大位移小應變，大位移大應變。
材料非線性：由于載荷過大等因素的影響，當結構中的應力達到或超過材料的屈服應力時，材料的應力應變關系不再符合虎克定律，也可能一些材料的應力應變關系本來就不服從虎克定理，這種問題統稱為材料非線性問題，如彈塑性問題，超彈性問題和蠕變問題等。
邊界非線性：接觸問題，系統的剛度由于系統狀態的改變在不同值之間突然變化；接觸是一種很普遍的非線性行為，需要較大的計算資源，為了進行有效的計算理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。
接觸問題有兩大難點：
①在求解問題之前，不知道接觸區域表面之間是接觸的、分開的還是突然變化的，這隨著載荷、材料、邊界條件等因素而定；
②接觸問題常需要計算摩擦，各種摩擦模型是非線性的，這使得問題得收斂變得困難。
5、動力響應分析
在動載荷（載荷大小、方向和作用點隨時間變化）作用下，結構上相應的位移、應力和應變不僅隨空間位置變化，而且隨時間變化。
結構動力學解決兩個問題：一是尋求結構的固有頻率和主振型，了解振動特性；另一個就是分析結構的動力響應特性，計算結構受到動載荷時的動位移，動應力和動應變的大小及其變化規律。
展開 實際工程中常見的CAE有限元仿真分析
非線性結構分析
固體力學從本質上講是非線性的，線性假設是實際問題的一種簡化，在分析線彈性體系時，假設節點位移無限小，材料的應力和應變關系滿足虎克定律，加載時邊界條件保持不變，若不滿足上述條件之一就會形成非線性問題。
結構非線性問題主要有：
(1)幾何非線性
如果結構的變形比較大，使應力和應變之間不能再用線性關系來表示，很大的位移也可能使外力之間的平衡關系改變，以致不能繼續采用線性分析，這種非線性問題稱為幾何非線性，比如大位移小應變，大位移大應變。
(2) 材料非線性
由于載荷過大等因素的影響，當結構中的應力達到或超過材料的屈服應力時，材料的應力應變關系不再符合虎克定律，也可能一些材料的應力應變關系本來就不服從虎克定理，這種問題統稱為材料非線性問題，如彈塑性問題，超彈性問題和蠕變問題等。
(3) 邊界非線性
接觸問題，系統的剛度由于系統狀態的改變在不同值之間突然變化。接觸是一種很普遍的非線性行為，需要較大的計算資源，為了進行有效的計算理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。
接觸問題有兩大難點：
(1)在求解問題之前，不知道接觸區域表面之間是接觸的、分開的還是突然變化的，這隨著載荷、材料、邊界條件等因素而定；
(2)接觸問題常需要計算摩擦，各種摩擦模型是非線性的，這使得問題得收斂變得困難。
5。動力響應分析
在動載荷（載荷大小、方向和作用點隨時間變化）作用下，結構上相應的位移、應力和應變不僅隨空間位置變化，而且隨時間變化。
結構動力學解決兩個問題：
(1)一是尋求結構的固有頻率和主振型，了解振動特性；
(2)另一個就是分析結構的動力響應特性，計算結構受到動載荷時的動位移，動應力和動應變的大小及其變化規律。
展開 實際工程中常見的CAE有限元仿真分析
(2) 材料非線性
由于載荷過大等因素的影響，當結構中的應力達到或超過材料的屈服應力時，材料的應力應變關系不再符合虎克定律，也可能一些材料的應力應變關系本來就不服從虎克定理，這種問題統稱為材料非線性問題，如彈塑性問題，超彈性問題和蠕變問題等。
(3) 邊界非線性
接觸問題，系統的剛度由于系統狀態的改變在不同值之間突然變化。接觸是一種很普遍的非線性行為，需要較大的計算資源，為了進行有效的計算理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。
接觸問題有兩大難點：
(1)在求解問題之前，不知道接觸區域表面之間是接觸的、分開的還是突然變化的，這隨著載荷、材料、邊界條件等因素而定；
(2)接觸問題常需要計算摩擦，各種摩擦模型是非線性的，這使得問題得收斂變得困難。
5 動力響應分析
在動載荷（載荷大小、方向和作用點隨時間變化）作用下，結構上相應的位移、應力和應變不僅隨空間位置變化，而且隨時間變化。
結構動力學解決兩個問題：
(1)一是尋求結構的固有頻率和主振型，了解振動特性；
(2)另一個就是分析結構的動力響應特性，計算結構受到動載荷時的動位移，動應力和動應變的大小及其變化規律。
根據動載荷的不同，動力響應計算主要分以下幾類：
(1) 頻率響應分析
主要用于計算結構在簡激勵作用下的穩態動力響應。頻率響應分析中，載荷是時間的諧函數，需要指定它的大小，頻率和相位。頻率響應分析限于線彈性結構。
展開 
《marc有限元實例分析教程（含光盤）》
6.3.1 概述
6.3.2 蠕變現象
6.3.3 本構方程
6.3.4 求解過程
6.3.5 利用Marc求解蠕變問題
6.4 橡膠材料特性的分析
6.4.1 概述
6.4.2 彈性體的宏觀行為
6.4.3 Mooney材料
6.4.4 Rivilin表達式
6.4.5 Ogden模型
6.4.6 在應力函數中采用Lagrange乘子
6.4.7 用Marc程序進行彈性體材料分析
6.5 各向異性行為與復合材料結構
6.5.1 概述
6.5.2 彈性材料行為
6.5.3 在Marc中指定材料模型
6.5.4 失效準則
6.6 材料試驗曲線擬合
6.6.1 概述
6.6.2 材料試驗
6.6.3 讀入數據
6.6.4 采用基于不變量應變能函數擬合數據
6.7 例題
6.7.1 厚壁筒的彈塑性分析
6.7.2 橢圓形管道的蠕變分析
6.7.3 帶孔復合材料板應力分析
第7章 幾何非線性與屈曲分析
7.1 綜述
7.2 幾何非線性問題的有限單元法
7.2.1 幾何非線性的應變度量
7.2.2 幾何非線性的應力度量
7.2.3 非線性有限元的Lagrange格式
7.3 屈曲分析
7.3.1 屈油分析分類
7.3.2 線性屈曲分析
7.3.3 非線性屈曲分析
7.4 失穩路徑的弧長法
7.4.1 增量加載方式
7.4.2 弧長法
7.5 材料非線性與屈曲／失穩分析
7.5.1 材料非線性與幾何非線性
7.5.2 包含材料非線性的屈曲分析
7.6 屈曲分析實例——部分球殼受外壓的屈曲分析
7.6.1 線性屈曲分析
7.6.2 失穩路徑分析
7.6.3 Buckle increment分析
第8章 接觸分析
8.1 綜述
8.1.1 接觸問題的描述方法
8.1.2 Marc軟件提供的接觸算法
8.1.3 接觸算法的基本流程
8.2 接觸體的定義和運動描述
8.2.1
展開 實際工程中常用的CAE有限元仿真分析有哪些？
(2) 材料非線性
由于載荷過大等因素的影響，當結構中的應力達到或超過材料的屈服應力時，材料的應力應變關系不再符合虎克定律，也可能一些材料的應力應變關系本來就不服從虎克定理，這種問題統稱為材料非線性問題，如彈塑性問題，超彈性問題和蠕變問題等。
(3) 邊界非線性
接觸問題，系統的剛度由于系統狀態的改變在不同值之間突然變化。接觸是一種很普遍的非線性行為，需要較大的計算資源，為了進行有效的計算理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。
接觸問題有兩大難點：
在求解問題之前，不知道接觸區域表面之間是接觸的、分開的還是突然變化的，這隨著載荷、材料、邊界條件等因素而定；
接觸問題常需要計算摩擦，各種摩擦模型是非線性的，這使得問題的收斂變得困難。
5. 動力響應分析
在動載荷（載荷大小、方向和作用點隨時間變化）作用下，結構上相應的位移、應力和應變不僅隨空間位置變化，而且隨時間變化。
展開 非線性不收斂原因及workbench解決方案
一、非線性問題是什么？
在日常生活中，經常會遇到結構非線性問題。例如，當用釘書針釘紙張時，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個不同的形狀(圖 1a)；在一個木架上放置重物，隨著時間的推移木架將越來越下垂(圖 1b)；汽車或卡車上裝載貨物時，輪胎和下面路面間接觸面將隨貨物重量變化(圖 1c)。如果將上述例子的載荷變形曲線畫出來，我們將發現它們都顯示了結構非線性的基本特征—結構剛度改變。
圖1：a、訂書針變形；b、書架變形；c、輪胎變形
導致結構剛度發生改變，產生非線性行為的原因有很多，主要歸結為三類：
材料非線性；
幾何非線性；
接觸非線性。
圖 2 典型的非線性類型
1、材料非線性
非線性的應力─應變關系是結構產生非線性行為的常見原因。不同環境狀況(如溫度)、加載歷史(如在彈─塑性響應情況下)、加載的時間下(如在蠕變響應情況下)，材料表現出不同的應力-應變關系。金屬塑性變形、橡膠超彈性材料、粘彈性材料、混凝土、率相關蠕變等問題都是典型的材料非線性問題。
圖 3 典型的金屬材料拉伸曲線
2、幾何非線性
如果結構經受大變形，變化后的幾何形狀能引起結構非線性行為，我們稱這類響應為幾何非線性。一個典型的例子是圖4所示的釣魚桿。隨著垂向載荷的增加，桿不斷彎曲以致于力臂明顯地減少，導致桿端顯示出在較高載荷下不斷增大的剛性，許多細長結構都表現出此類特性。還有就是薄膜結構例如鼓面，當我們給它一個預張力的時候，面內的剛度也會增大。幾何非線性主要包括大轉動、大位移、剛度硬化和結構失穩等問題。
圖4 釣魚竿的幾何非線性
3、接觸非線性
兩個分離的表面接觸并發生剪切時，我們稱它們處于接觸狀態。
展開 航空發動機與燃氣輪機技術領域有哪些趨勢？
風扇扭轉變形流固耦合分析
風扇撞擊破壞仿真
壓氣機/渦輪葉片顫振仿真分析
壓氣機/渦輪葉片受迫振動仿真分析
高溫部件（燃燒室、渦輪葉片）疲勞蠕變分析
渦輪葉片/輪盤蠕變仿真與裂縫擴展分析
發動機葉片/短艙防冰、除冰仿真
從部件級到系統級、從產品性能到可靠性的全方位航空發動機/燃氣輪機解決方案
Ansys航空發動機/燃氣輪機解決方案，涵蓋了從部件級（風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪和排氣段）到整機性能仿真方案，也包含了流體、傳熱、結構靜力學/動力學等多物理場耦合解決方案。用戶通過該解決方案可實現對整機污染排放、產品性能和安全性/可靠性的全面仿真和優化提升。
Ansys推出了高效、準確分析和預測風扇、壓氣機和渦輪葉片顫振/受迫振動的解決方案。該方案在求解效率、準確性和操作易用性等方面居于商業軟件前列，完全適用于實際葉輪機械產品的葉片顫振分析和預測
Ansys 2021年推出的Fluent 2020 R1版本，包含了全流程化多面體+六面體網格劃分工具、旋轉機械前后處理模板，全面提升了對于復雜部件，如燃燒室、渦輪冷卻葉片和發動機整機的流固熱耦合仿真能力和效率
Ansys多物理場仿真工具可對發動機低污染排放、噪音、防冰除冰、疲勞蠕變等復雜問題進行高精度仿真分析
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典型應用案例
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來源：Yao Xiang，Ansys應用工程師
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